Física 3.09 Ondas estacionarias en tubos sonoros abiertos, cerrados y semicerrados. Vasófono.

En este vídeo explicamos cómo se resuelven los ejercicios de ondas estacionarias en tubos sonoros. Primero recordamos la relación entre frecuencia y longitud de onda y a continuación planteamos los tres casos posibles dependiendo de si el tubo tiene sus extremos abiertos o cerrados. En todos los casos la velocidad de propagación de ondas será la del sonido en el aire: 340 m/s. Recordamos también que las gráficas representan en todo caso la amplitud de la perturbación transversal de las moléculas del aire.

En los extremos cerrados del tubo tendrá que haber nodos y en los abiertos antinodos. Con estas premisas obtenemos las frecuencias del modo fundamental y de los sucesivos armónicos para los tres casos posibles. Comprobamos que, al igual que en las cuerdas, las frecuencias de los armónicos son siempre múltiplos de la frecuencia fundamental.
Finalmente contrastamos los resultados obtenidos con los sonidos que proporciona un “vasófono”: instrumento musical casero elaborado con vasos más o menos llenos de agua.

-Pregunta fácil: ¿Qué longitud debe tener un tubo sonoro cerrado por ambos extremos para que proporcione una frecuencia de 170 Hz en su modo fundamental?
-Pregunta difícil: ¿Cuál es la frecuencia de vibración fundamental para un tubo sonoro de longitud L abierto por ambos extremos? Nota: en el minuto 13:35 del vídeo me salté ese modo fundamental (no, no lo he hecho queriendo); lo que dibujo en realidad es el primer y el segundo armónico.